El empuje de inclinación y la fuerza de inclinación son términos utilizados para describir la fuerza generada perpendicularmente a la dirección de desplazamiento de un neumático debido a su ángulo de inclinación y su superficie de contacto finita . [1] [2] [3] El empuje de inclinación se genera cuando un punto en la superficie exterior de un neumático inclinado y en rotación, que normalmente seguiría una trayectoria elíptica cuando se proyecta sobre el suelo, se ve obligado a seguir una trayectoria recta mientras entrar en contacto con el suelo, debido a la fricción . Esta desviación hacia la dirección de inclinación provoca una deformación en la banda de rodadura y la carcasa del neumático que se transmite al vehículo como una fuerza en la dirección de inclinación. [2]
El empuje de la curvatura es aproximadamente linealmente proporcional al ángulo de curvatura para ángulos pequeños, [2] [4] alcanza su valor de estado estable casi instantáneamente después de un cambio en el ángulo de curvatura y, por lo tanto, no tiene una longitud de relajación asociada . Se ha descubierto que los neumáticos diagonales generan más empuje de inclinación que los neumáticos radiales . [3] La rigidez de la curvatura es un parámetro utilizado para describir el empuje de la curvatura generado por un neumático y está influenciado por la presión de inflado y la carga normal. [3] El empuje neto de inclinación suele estar delante del centro de la rueda y, por lo tanto, genera un par de inclinación , un par de torsión o un momento de torsión . [3] La orientación de este par es tal que tiende a dirigir un neumático hacia la dirección en la que está inclinado. Una explicación alternativa para este par es que los dos lados de la zona de contacto están en radios diferentes del eje y, por lo tanto, avanzarían a velocidades diferentes a menos que estén restringidos por la fricción con el pavimento. [2]
En bicicletas y motocicletas , el empuje de inclinación contribuye a la fuerza centrípeta necesaria para hacer que el vehículo se desvíe de una trayectoria recta, junto con la fuerza en las curvas debido al ángulo de deslizamiento , puede ser el mayor contribuyente, [1] y en algunos casos es el único. contribuyente. [2] El empuje de la inclinación contribuye a la capacidad de las bicicletas para realizar un giro con el mismo radio que los automóviles pero con un ángulo de dirección más pequeño. [1] Cuando se gira e inclina una bicicleta en la misma dirección, el ángulo de inclinación del neumático delantero es mayor que el del trasero y, por lo tanto, puede generar más empuje de inclinación, en igualdad de condiciones. [2]
En los automóviles , el empuje de la inclinación puede contribuir o restar a la fuerza centrípeta total generada por el neumático, dependiendo del ángulo de inclinación. En un vehículo bien alineado, la inclinación de los neumáticos de cada lado se equilibra. [5] En una superficie lo suficientemente rugosa como para que una llanta delantera pierda tracción momentáneamente, el empuje de inclinación de la otra llanta delantera puede hacer que el vehículo se desvíe o se sienta asustado. [5]
Para ángulos pequeños, el empuje de la curvatura se aproxima por el producto de la rigidez de la curvatura y el ángulo de curvatura.